Технология управления данными об изделии

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра Автоматизации Технологических Процессов

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Автоматизация управления жизненным циклом»

на тему:

Технология управления данными об изделии

 

 

 

 

 

Уфа, 2014 
Содержание

 

 

 

 

Введение

 

 

Системы автоматизированного проектирования относятся к числу наиболее сложных и наукоемких автоматизированных систем. Наряду с выполнением собственно проектных процедур необходимо автоматизировать также управление проектированием, поскольку сам процесс проектирования становится все более сложным и зачастую приобретает распределенный характер. На крупных и средних предприятиях заметна тенденция к интеграции САПР с АСУП и системами документооборота. Для управления столь сложными интегрированными системами в их составе имеется специальное ПО — системная среда САПР или АС, называемая в настоящее время системой управления проектными данными или системой PDM (Product Data management).

Одной из ключевых CALS-технологий является PDM-технология управления данными об изделии, которая позволяет решить две проблемы, возникающие при разработке и поддержке жизненного цикла (ЖЦ) наукоемкой промышленной продукции: управление данными об изделии и управление информационными процессами ЖЦ изделия, создающими и использующими эти данные.

Данные об изделии представляют собой всю информацию, созданную в течение ЖЦ. Они включают в себя состав и структуру изделия, геометрические параметры, чертежи, планы проектирования и производства, спецификации, нормативные документы, программы для станков с ЧПУ, результаты анализа, эксплуатационные данные и многое другое.

Все информационные процессы, связанные с проектированием изделия, технологией его производства, а также информация о конструкции, деталях, структуре, геометрических данных и других параметрах изделия находится под управлением PDM-системы

Создаются и изменяются такие данные в результате выполнения определенных информационных процессов ЖЦ изделия, например процедуры внесения изменений. Информационные процессы могут быть достаточно сложными, охватывающими десятки сотрудников предприятия и при этом взаимосвязанными между собой. Например, проектирование сборки включает проектирование каждой входящей в нее детали, а изменение одной из них может повлечь за собой изменение множества других (а если эта деталь используется в нескольких изделиях, то изменения затронут несколько проектов). Таким образом, в проектах по разработке изделий необходимо не только планировать все входящие в них процессы, но и управлять их выполнением, распределяя задачи между исполнителями, определяя данные, которые им при этом необходимы, и обеспечивая их совместный доступ к этим данным.

 

История систем управления  данными.

 

Сам термин «управление жизненным циклом изделия» появился как результат почти двадцатилетней эволюции соответствующих рынков и технологий. Для середины начала 1990-х гг. единого мнения относительно того, что именно следует относить к категории информация об изделии, (особенно в смысле инженерных данных) попросту не существовало. Постепенно эти данные стали конкретизироваться, как данные об изделии. Именно в это время появился термин «управление данными об изделии» (PDM).

История систем управления проектными данными непосредственно связана с развитием систем автоматизированного проектирования. Появление системных сред в САПР ознаменовало переход от использования отдельных не связанных друг с другом программ, решающих частные проектные задачи, к применению интегрированной совокупности таких программ. Интегрирующим компонентом в 70-е гг. стала единая БД САПР. Однако попытки использовать имевшиеся в то время СУБД не приводили к удовлетворительным результатам в силу разнообразия типов проектных данных, распределенного и параллельного характера процессов проектирования, с одной стороны, и недостаточной развитости баз данных, с другой стороны. Специализированные СУБД, ориентированные на САПР, были созданы в 80-е годы. Однако они не учитывали или в недостаточной степени удовлетворяли требованиям обеспечения целостности данных, управления потоками проектных работ, многоаспектного доступа пользователей к данным. И лишь на рубеже 80-90 гг. появились системы управления проектными данными, названные в то время Framework или системными средами, сначала в САПР электронной промышленности, а позднее и в САПР машиностроения, где они и получили наименование PDM. На протяжении 90-х годов роль системных сред неуклонно повышалась. Во-первых, из-за роста сложности проектируемых объектов и необходимости сокращать сроки проектирования. Во-вторых, из-за необходимости интеграции систем проектирования с системами управления предприятием и технологическими процессами. Благодаря развитию Internet, Web- и CALS-технологий такая интеграция стала возможной в глобальном масштабе.

Современные системы управления проектными данными называют PDM. Основной компонент систем PDM — банк данных (БнД). Он состоит из системы управления базами данных и баз данных (БД). Межпрограммный интерфейс в значительной мере реализуется через информационный обмен с помощью банка данных.

PDM отличает легкость  доступа к иерархически организованным  данным, обслуживание запросов, выдача  ответов не только в текстовой, но и в графической форме, привязанной  к конструкции изделия.

 

 

 Поскольку взаимодействие  внутри группы проектировщиков  в основном осуществляется через  обмен данными, то в системе PDM часто совмещают функции управления  данными и управления параллельным  проектированием. К важнейшим функциям PDM относятся управление проектами  и управление конфигураций изделий.

 

 

 

 

 

 

 

Назначение Product Data Management (PDM)  технологии  и системы

 

PDM-технология предназначена для управления всеми данными об изделии и информационными процессами ЖЦ изделия, создающими и использующими эти данные. Данные об изделии состоят из идентификационных данных (например, данных о составе или конфигурации изделия) и данных или документов, которые используются для описания изделия или процессов его проектирования, производства или эксплуатации (при этом все данные обязательно представлены в электронном виде).

Управление информационными процессами ЖЦ представляет собой поддержку различных процедур, создающих и использующих данные об изделии (например, процедуры изменения изделия), т.е. фактически поддержку электронного документооборота, например, конструкторского документооборота.

Основной идеей PDM-технологии является повышение эффективности управления информацией за счет повышения доступности данных об изделии, требующихся для информационных процессов ЖЦ.

Повышение доступности данных об изделии достигается за счет интеграции всех данных об изделии в логически единую модель. Существует много задач, которые можно решить за счет применения PDM-технологии, среди которых можно выделить наиболее распространенные:

      -  Создание ЕИП для всех участников ЖЦ изделия;

      - Автоматизация управления конфигурацией изделия;

        - Построение системы качества продукции согласно международным стандартам качества серии ISO 9000 (здесь PDM-технология играет роль вспомогательного средства);

      - Создание электронного архива чертежей и прочей технической документации (наиболее простой способ применения PDM-технологии).

PDM - системой принято считать организационно-техническую систему, которая обеспечивает управление всей информацией об изделии. В качестве изделий могут выступать самые разнообразные товары и объекты: от микрочипов до автомобилей и от мостов до компьютерных сетей. PDM-системы являются неотъемлемой частью PLM-систем.

Последние несколько лет внесли окончательную ясность: отрасль сформировалась и постоянно расширяется как по степени охвата, так и по мощности предлагаемых решений, благодаря чему, собственно, и был принят термин PLM.    

Product Lifecycle Management (PLM) — жизненный цикл продукта, изделия. Подразумевается совокупность процессов, выполняемые от момента выявления потребностей общества в определенном продукте до утилизации изделия после его использования. Понятие применимо для любого изделия сферы информационных технологий и не только. При современном подходе можно выделить 11 этапов ЖЦ изделия.

Применение концепции PLM (Product Lifecycle Management - технологии управления жизненным циклом (ЖЦ) изделия) в сложном многооперационном производстве, характерном для предприятий машиностроения, «де факто» - необходимое условие повышения конкурентоспособности каждого предприятия, за счет повышения качества выпускаемой продукции и степени удовлетворенности заказчика. Именно эта концепция позволяет отслеживать каждую партию (и даже каждый экземпляр) продукции на всех этапах ЖЦ – выявление потребности у заказчика, учитывая его разнообразные требования к изделию, все этапы производства, отгрузки и эксплуатации, а также утилизации в конце полезного срока службы и архивирование всей информации.

Для популяризации и дальнейшего распространения PDM-систем среди пользователей и разработчиков создано две организации: International Product Data Management User Group (IPDMUG) и Plant/Product Information Management Association (PPIMA). Несмотря на то, что главная задача, которую ставят перед собой создатели этих организаций — просвещение по методам интеграции PDM-систем, они отличаются своими подходами к работе.

 Деятельность IPDMUG сосредоточена в области информационного обеспечения пользователей данными по совместному использованию PDM-систем с САПР и MRP-системами. PPIMA, занимаясь тем же кругом вопросов, распространяет свою деятельность на всех заинтересованных в вопросе лиц. В сферу своей деятельности PPIMA включает как технические вопросы, так и занимается чисто организационными проблемами.

САПР (CAD или CADD) — система автоматизированного проектирования. Программный пакет, который призван создавать конструкторскую и технологическую документацию, 3D модели и чертежи.

Одна из ключевых тем развития САПР - "облачные" вычисления: удаленная проектах излишнюю секретность. Поэтому скорее всего именно частные облака станут в ближайшее время основным драйвером рынка. Облака — это не только новые технологии, но еще и возможность экспериментировать с новыми бизнес-моделями. 

 

 

PDM-система. 

Для реализации PDM-технологии существуют специализированные программные средства, называемые PDM-системами (т.е. системами управления данными об изделии; другое название – системы управления проектами).

PDM-система должна контролировать все связанные с изделием информационные процессы (в первую очередь, проектирование изделия) и всю информацию об изделии, включая: состав и структуру изделия, геометрические данные, чертежи, планы проектирования и производства, нормативные документы, программы для станков с ЧПУ, результаты анализа, корреспонденцию, данные о партиях изделия и отдельных экземплярах изделия и многое другое.

При создании ЕИП для всех участников ЖЦ изделия, PDM-система выступает в качестве средства интеграции всего множества используемых прикладных компьютерных систем (САПР, АСУП и т.п.) путем аккумулирования поступающих от них данных в логически единую модель на основе стандартных интерфейсов взаимодействия.

PDM-система может выступать в  двух основных ролях:

- как рабочая среда сотрудника  предприятия;

- как средство интеграции данных  на протяжении всего ЖЦ изделия.

 

 

 

Управление потоками работ в системе iMAN 

 Рабочая среда сотрудника. PDM-система должна стать рабочей средой для любого сотрудника предприятия, которому необходимы данные о выпускаемых изделиях.

 В эту категорию  входят не только конструкторы, технологи и работники технического  архива, но и работники из других  областей - сбыта, маркетинга, снабжения, финансов, сервиса, эксплуатации и  т. п. Таким образом, сотрудник предприятия  в процессе своей работы должен  постоянно находиться в PDM-системе, а система в свою очередь  обеспечивать все его информационные  потребности, начиная от просмотра  спецификации узла и заканчивая  изменением твердотельной модели  детали или ее утверждением  у начальника. При необходимости  она обращается к помощи других  систем обработки данных (например, САПР), самостоятельно определяя, какое  именно внешнее приложение необходимо  применить для обработки той  или иной информации.

 

 
 
 
Рис.1. Создание ЕИП на основе PDM-системы

 

Пользователями PDM-системы выступают все сотрудники всех предприятий-участников ЖЦ изделия: конструкторы, технологи, работники технического архива, а также сотрудники, работающие в других предметных областях: сбыт, маркетинг, снабжение, финансы, сервис, эксплуатация и т.п.

Главной задачей PDM-системы является предоставление соответствующему сотруднику нужной ему информации в нужное время в удобной форме (в соответствии с правами доступа).

 

Цели